Стабилизатор напряжения — как все сделать своими руками. Видео

Контент (ссылки кликабельны):

Сегодняшняя электросеть работает так, что напряжение меняется очень часто. Конечно, допустимы колебания тока, но в любом случае они не должны быть больше десяти процентов от номинала 220 вольт.


Этот стандарт отклонения должен соблюдаться как в сторону уменьшения, так и увеличения напряжения. Однако такое состояние питающей сети встречается очень редко, потому что ток в ней очень изменчив.

Такие вариации очень неприятны для устройств, которые могут не только потерять свои конструктивные возможности, но и выйти из строя. Чтобы исключить такой негативный сценарий, люди используют разные стабилизаторы.

Сегодня рынок предлагает множество различных моделей, большинство из которых стоит больших денег. А вторая часть не может похвастаться надежностью.

Ну и что, если вы не хотите переплачивать или покупать некачественный товар? В такой ситуации можно сделать стабилизатор напряжения своими руками.

Конечно, возможно изготовление стабилизирующих устройств различных типов. Один из самых эффективных — симистор. Собственно его сборка и будет рассмотрена в этой статье.

Характеристики собираемого устройства

Это стабилизирующее устройство не будет чувствительно к частоте напряжения, которое подается через общую сеть. Балансировка по току будет выполняться при условии, что входное напряжение больше 130 и меньше 270 вольт.

Подключенные устройства будут получать ток больше 205 В и меньше 230 В. К этому стабилизатору можно подключать электрические устройства, общая мощность которых может составлять 6 киловатт.

Стабилизирующее устройство выполнит передачу нагрузки в течение 10 миллисекунд.

Устройство стабилизационного прибора

Общая схема этого стабилизирующего устройства приведена на рисунке:

Рисунок 1. Конструкция стабилизирующего устройства.

  1. Блок питания, состоящий из конденсаторов С2 и С5, компаратора DA1, термоэлектрического диода VD1 и трансформатора Т1.
  2. Узел, задерживающий загрузку. Он состоит из резисторов R1-R5, транзисторов VT1-VT3 и конденсатора С1.
  3. Выпрямитель, измеряющий амплитуду напряжения. Он состоит из конденсатора С2, диода VD2, стабилизатора VD2 и делителей R14, R13.
  4. Компаратор напряжения. Он состоит из резисторов R15-R39 и компараторов DA3 и DA2.
  5. Драйвер логики, расположенный на микросхемах с маркировкой DD1 … 5.
  6. Усилители на транзисторах VT4 … 12 и токоограничивающих резисторах R40. 48.
  7. Светодиодные сигнальные светодиоды HL1-HL9.
  8. Ключи оптопары (их количество равно семи). Каждый из них снабжен симисторами VS1 … 7, резисторами R6 … 12 и оптоисторами U1-U7.
  9. Предохранитель выключателя QF1.
  10. Переключатель Т2.

Принцип работы

Что это за AVR, который легко сделать своими руками?

При включении питания конденсатор С1 разряжается, транзистор VT2 открыт, а VT2 закрыт. Транзистор VT3 тоже закрыт. Именно благодаря этому ток будет подаваться на каждый светодиод и симисторный оптотрон.

Когда этот транзистор закрыт, светодиоды выключены, каждый симистор закрыт, а нагрузка отключена. За это время электрический ток проходит через резистор R1 и попадает в С1. Затем этот конденсатор заряжается.

Задержка всего три секунды. За это время все переходные процессы перекрываются и после их завершения срабатывает триггер Шмитта, в основе которого лежат транзисторы VT1 и VT2.

Затем открывается третий транзистор и включает нагрузку.

Напряжение на выходе из третьей обмотки T1 выпрямляется диодом VD2 и конденсатором C2. Затем ток протекает через делитель R13 … 14. С R14 на каждый вход неинвертирующего компаратора поступает напряжение, уровень которого пропорционален количеству вольт в питающей сети.

Компараторов восемь, все они на микросхемах DA2 и DA3. В то же время на инверсном входе каждого компаратора подается постоянный ток выборки. Питается от резисторных трансформаторов R15. 23.

Затем в игру вступает драйвер и выполняет обработку сигнала навход каждого компаратора.

Особенности работы

Когда количество входных вольт меньше 130, на выходах каждого компаратора записывается небольшой логический уровень. За это время транзистор VT4 открыт и первый светодиод мигает.

Сообщает вам, что напряжение в сети очень низкое. Это означает, что регулируемый регулятор напряжения, сделанный вручную, не может выполнять свою функцию.

Каждый из его симисторов замкнут, а нагрузка отключена.

Когда количество входных вольт составляет от 130 до 150, сигналы 1 и A имеют высокий логический уровень. Этот уровень всех остальных сигналов низкий. В этой ситуации открывается транзистор VT5 и загорается второй светодиод.

Опто-симистор U1.2 и симистор VS2 разомкнут. Именно через него будет проходить груз. Затем он войдет в верхний вывод обмотки автомата трансформатора Т2.

Если количество входных вольт составляет от 150 до 170 вольт, сигналы 2, 1 и B имеют высокий логический уровень. Этот уровень всех остальных сигналов низкий.

При таком количестве вольт на входе транзистор VT6 открывается, включая третий светодиод. В это время открывается второй симистор (VS2), и ток передается на тот вывод обмотки T2, который является вторым сверху.

Стабилизатор напряжения ручной работы, который может подавать 220 В, переключит соединения на обмотки второго трансформатора при условии, что уровень входного напряжения достигнет 190, 210, 230 и 250 В.

Для изготовления такого стабилизатора вам понадобится печатная плата размером 115х90 миллиметров. Основным элементом, из которого оно должно быть изготовлено, должна быть односторонняя фольга — стеклоткань. Расположение элементов на плате представлено ниже.

Рис. 2. Расположение элементов на плате.

Изготовление трансформаторов

Такую доску легко распечатать на лазерном принтере. Затем используется утюг. Часто Sprint Loyout 4.0 используется для создания файлов печати, в которых хранится макет таких досок. С его помощью удобно изготавливать печатные платы.

Что касается трансформаторов Т1 и Т2, то их можно сделать своими руками.

Для изготовления Т1, мощность которого составит три киловатта, нужно подготовить магнитопровод, площадь сечения которого должна составлять 1,87 квадратных сантиметра, а также три провода ПЭВ-2.

Первый должен быть диаметром 0,064 миллиметра. Используйте его для создания первой обмотки. Число его оборотов должно быть 8 669.

Оставшиеся два провода используются для создания двух других обмоток. Эти провода должны быть одинакового диаметра, то есть 0,185 миллиметра. Количество витков в каждой обмотке должно быть 522.

Полезный совет: Также можно взять два готовых трансформатора ТПК-2-2х12В, которые следует соединить последовательно.

Схема подключения ниже:

Рисунок 3. Подключение двух трансформаторов ТПК-2-2х12В.

Тороидальный магнитопровод используется для создания трансформатора Т2 мощностью 6 киловатт. Обмотка выполнена из провода ПЭВ-2. Количество витков — 455 витков.

В этом трансформаторе нам нужно сделать семь отводов. Первые три отвода намотаны на проволоку диаметром три миллиметра. Шины используются для формирования остальных четырех. Их сечение должно составлять 18 квадратных миллиметров. При таком сечении Т2 не нагревается.

Необходимые компоненты

Ветви производятся на 398, 348, 305, 266, 232 и 203 обороты. Подсчет оборотов начинается с самого нижнего крана. В этом случае сетевой ток должен протекать через 266-ю боковую часть катушки.

Что касается остальных элементов стабилизатора, которые будут собирать своими руками и которые будут подавать постоянное напряжение, то их лучше покупать в магазине.

  1. Следовательно, необходимо совершить покупку:
  2. — симисторные оптроны MOC3041 (нужно семь);
  3. — семь симисторов BTA41-800B;
  4. — стабилизатор КР1158ЕН6А (DA1);
  5. — два компаратора LM339N (для DA2 и DA3);
  6. — Два диода DF005M (на схеме VD2, VD1)
  7. — три резисторапровод СП5-2 или СП5-3 (для R25, R14 и R13)
  8. — семь резисторов С2-23, допуск которых не менее одного процента (для R16. R22)
  9. — Тридцать произвольных резисторов с допуском 5%.
  10. — семь токоограничивающих резисторов. Они будут пропускать ток 16 мА (для R41-47).
  11. — любые четыре оксидных конденсатора (для С5, С1-С3);
  12. — Четыре керамических или фольговых конденсатора (C4, C6, C8);

— Выключатель предохранителя.

Полезный совет: семь симисторов MOC3041 можно заменить на MOC3061. Стабилизатор КР1158ЕН6А легко заменить на КР1158ЕН6Б. Компаратор К1401СА1 — отличный аналог LM339N. Также можно использовать КЦ407А как диод.

Микросхему КР1158ЕН6А необходимо установить на радиатор. Для этого используйте алюминиевую пластину площадью более 15 квадратных сантиметров.

Симисторы также необходимо установить на радиатор. Один радиатор можно использовать для всех семи симисторов, которые должны иметь охлаждающую поверхность. Его площадь должна быть больше 1 600 квадратных сантиметров.

Наш самодельный регулятор напряжения переменного тока также должен быть оснащен микросхемой KR1554LP5, которая будет выполнять роль микроконтроллера.

Выше было отмечено, что устройство предполагает наличие девяти светодиодов. На схеме выше они расположены таким образом, что могут попасть в соответствующие отверстия на передней панели устройства.

Полезный совет: если конструкция корпуса не позволяет установить их, как показано, их также можно разместить на той стороне, где расположены провода печатной схемы.

Светодиоды должны мигать.

Полезный совет: Еще можно брать светодиоды, которые не мигают. Они должны давать красный цвет с высокой яркостью. Для этой цели можно использовать L1543SRC-E или AL307KM.

Преимущества и недостатки перед фабричными

Конечно, можно собрать и более простые стабилизирующие устройства, которые будут иметь свои особенности.

Если говорить о преимуществах самодельных стабилизирующих устройств, то главное — меньшая стоимость. Как уже было сказано выше, производители требуют достаточно высокой цены. Отправка собственного будет дешевле.

Еще одно преимущество — возможность вызова и легкий самостоятельный ремонт стабилизатора напряжения, который был сделан своими руками. Это относится к тому, что любой, кто собрал такое устройство, знает его устройство и понимает, как оно работает.

В случае отказа компонента разработчик может легко найти и заменить поврежденный компонент. Простая замена также обусловлена ​​тем, что практически каждый товар был ранее куплен в магазине и может быть легко найден во многих других.

К недостаткам можно отнести низкий уровень надежности таких стабилизаторов. На предприятиях имеется множество измерительных и специальных приборов, что позволяет разрабатывать очень качественные модели стабилизирующих устройств.

Компании также имеют большой опыт создания различных моделей, и сделанные ранее ошибки обязательно исправляются. Это сказывается как на качестве, так и на надежности заводских стабилизаторов.

Видео.

Сложная конфигурация также является недостатком.